CN105836357B - 一种用于自动上下件的多层储料货架系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于自动上下件的多层储料货架系统，其包括滑杆、储料货架、上件升降龙门架和下件升降龙门架和工控机，还包括：用于运载承载有产品的滑杆并将滑杆自动传送至上件升降龙门架上的运载小车；MES服务器，其根据外围输入的产品识别信息及反馈回的产品存储信息生成上件指令，并根据外围输入的产品需求指令及产品存储信息生成下件指令；以及上位机，其接收上/下件指令并将该上/下件指令下发至相应工控机，从而使工控机根据该上/下件指令控制与其相连的上/下件升降龙门架执行相应上/下件操作，并将上/下件操作完成后的产品存储信息反馈至MES服务器。本发明可以实现自动上下件功能，节省了劳动力，减少出错，提高了自动化水平。

Description

一种用于自动上下件的多层储料货架系统

技术领域

本发明涉及仓储领域，尤其涉及一种用于自动上下件的多层储料货架系统。

背景技术

现有的多层储料货架系统包括若干分别用于承载各产品的滑杆、若干分别用于存储产品的储料货架、若干运载产品的运载小车、分别邻近各储料货架两端设置的上件升降龙门架和下件升降龙门架、以及分别与储料货架一一对应设置的工控机，其中，各储料货架具有多层存储导轨，各工控机分别与相应储料货架相邻的上件升降龙门架和下件升降龙门架相连并且根据人工对设置在相应升降龙门架上的按钮操作输出相应的控制信息，以控制相应升降龙门架将产品输送至对应储料货架的相应层存储导轨内或者将对应储料货架的相应层存储导轨内的产品输送到地面。然而，在操作过程中，需要人工对每个产品进行选组、选层(等操作，需人工将运载小车内的每个产品移动到相应的升降龙门架上，并且还需人工操作按钮对升降龙门架的升降动作进行控制。因此，由于操作量大，容易造成选错情况，从而造成产品上错或下错位置，也很难实现先进先出功能；另外，也不能自动获取储料货架上的当前产品存储数量，需要经常去盘点，才能给计划员提供生产数据，费时费力。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于自动上下件的多层储料货架系统，以节省劳动力，并减少出错，提高自动化水平。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于自动上下件的多层储料货架系统，其包括若干分别用于承载各产品的滑杆、若干分别具有多层存储导轨的储料货架、分别邻近各所述储料货架设置的上件升降龙门架和下件升降龙门架、以及分别与所述储料货架一一对应设置的工控机，且各工控机分别与对应所述储料货架相邻的所述上件升降龙门架和下件升降龙门架相连，所述系统还包括：

用于运载所述承载有产品的滑杆并将所述滑杆自动传送至所述上件升降龙门架上的运载小车；

MES服务器，其一方面根据外围输入的产品识别信息及反馈回的产品存储信息生成并输出上件指令；另一方面根据外围输入的产品需求指令及所述产品存储信息生成并输出下件指令；以及

连接在所述MES服务器与各所述工控机之间的上位机，其一方面接收所述上件指令并将该上件指令下发至相应所述工控机，从而使所述工控机根据所述上件指令控制与其相连的所述上件升降龙门架执行相应上件操作，以将产品输送至对应所述储料货架的相应所述存储导轨内，并将所述上件操作完成后的产品存储信息反馈至所述MES服务器；另一方面接收所述下件指令并将该下件指令下发至相应所述工控机，从而使所述工控机根据所述下件指令控制与其相连的所述下件升降龙门架执行相应下件操作，以将对应所述储料货架的相应所述存储导轨内的产品输送到地面，并将所述下件操作完成后的产品存储信息反馈至所述MES服务器。

进一步地，所述上位机还设置为将所述产品识别信息和所述产品存储信息保存至一数据库中，并通过对所述数据库的操作生成相应的报表、日志、图表和/或动画，并将所述报表、日志、图表和/或动画显示出来。

前述一种用于自动上下件的多层储料货架系统，所述运载小车包括：

一车体框架；

一对沿前后方向延伸并相互平行地设置在所述车体框架上的车体滑轨，其设置为供承载有产品的所述滑杆滑动于其上；

一弯折成型的连接杆，其具有平行于所述车体滑轨的主杆、以及连接在所述主杆的前端并朝向所述车体框架一侧的压杆，其中，所述主杆位于所述滑杆上方；

至少一个套设在所述主杆上的复位弹簧机构，其顶部与所述车体框架固定连接；

一连接在所述主杆后端的第一阻挡舌片，其设置为朝向所述车体框架的所述一侧延伸；以及

一连接在所述主杆中间位置的第二阻挡舌片，其设置为竖直向下延伸；

其中，所述上件升降龙门架上设有挡杆，其设置为用于下压所述压杆，以使所述压杆向下转动90°。

优选地，每层所述存储导轨具有一第一端以及与该第一端相对的且高于该第一端的第二端，并且在所述第一端设有一用于防止所述承载有产品的滑杆滑出所述存储导轨的阻挡装置；所述上件升降龙门架和下件升降龙门架分别邻近所述第二端和所述第一端。

优选地，所述上件升降龙门架和下件升降龙门架分别包括一升降框架、一提升装置以及一用于承载所述滑杆并且与所述存储导轨对接的承载装置，其中，所述承载装置在所述提升装置的作用下沿所述框架作升降运动。

进一步地，所述承载装置包括一用于承载所述滑杆的承载主体、设置在所述承载主体底面并用于与所述存储导轨对接的导轨连接件、以及用于产生翻动力以将所述滑杆传送至所述存储导轨上的轴承连接件。

进一步地，每个所述储料货架的各层所述存储导轨的所述第一端和第二端分别设有与对应所述工控机连接的第一光电传感器和第二光电传感器；所述工控机中预设有分别对应于各层所述存储导轨的产品存储数量，并在所述第一光电传感器得电时使相应所述产品存储数量减1，在所述第二光电传感器得电时使相应所述产品存储数量计数加1。

进一步地，各所述运载小车分别具有相应的车号信息；所述上件升降机上设有连接至相应所述工控机的运载小车引导装置，所述工控机设置为根据所述上件指令控制所述运载小车引导装置将相应的所述车号信息显示出来。

优选地，所述系统还包括一连接在所述上位机与各所述工控机之间的集线器，且各所述工控机分别通过串口服务器与所述集线器连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)实现自动上下件操作，减少工作量的同时也降低了出错率。

(2)使用数据库，一方面作为通讯载体，另一方面也将所有操作和运行的参数都记录下来，方便查找核对。

(3)降低了产品盘点的周期，因系统会自动记录上件和下件产品的数量，系统中各组各层的数量一目了然，为计划员提供依据。

(4)将多组工控机集中统一控制，联网MES服务器，实现货物的自动分配和先进先出。

(5)基本不改变原工控机软件系统，改造成本低廉。

附图说明

图1为本发明的储料货架、上件升降龙门架和下件升降龙门架的布置示意图；

图2为本发明的用于自动上下件的多层储料货架系统的结构框图；

图3为本发明的上件升降龙门架和下件升降龙门架的结构示意图；

图4为本发明的承载装置的立体结构图；

图5为本发明的运载小车的立体结构图；

图6为本发明的运载小车与上件升降龙门架的配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

结合图1-6，本发明的多层储料货架系统包括：若干分别用于承载各产品的滑杆9、若干分别用于存储承载有产品的滑杆的储料货架1、若干用于运载上述承载有产品的滑杆的运载小车8、分别邻近各储料货架1的相对两端(A、B端)设置的上件升降龙门架和下件升降龙门架、以及分别与储料货架1一一对应设置的工控机3，且各工控机3分别与相应储料货架1两端的上件升降龙门架和下件升降龙门架相连。如图1所示，储料货架1包括若干层沿竖直方向排列的高低倾斜的存储导轨11，在本实施例中，该存储导轨11具有第一端(图中示出为B端)以及与第一端相对的第二端(图中示出为A端)，且A端相对于B端向上倾斜约1.5°，从而可以使带有产品的滑杆9自存储导轨11的A端向B端滑动。其中，在每层存储导轨11的A端设有一由对应工控机3控制的阻挡装置12，该阻挡装置12在存料时关闭，以阻止滑杆9滑出存储导轨11，从而使滑杆9自A端起依次停放在存储导轨11上；当取料时，该阻挡装置12打开，以使滑杆9在存储导轨11的倾斜作用下滑出存储导轨11至下件升降龙门架上，然后通过下件升降龙门架向下运送至地面，即可实现先进先出功能。

为了实现自动上下件功能，本系统还增设了MES服务器(工厂制造执行系统)7以及连接在MES服务器7与各工控机3之间的上位机6。其中，MES服务器7一方面设置为根据外围输入的产品识别信息(包括产品类型、颜色等数据)及上位机6反馈回的当前产品存储信息生成上件指令并将该上件指令输出至上位机6；另一方面设置为根据外围用户输入的产品需求指令及当前产品存储信息生成下件指令并将该下件指令输出至上位机6。上位机6一方面设置为接收上件指令并将该上件指令下发至相应工控机3，从而使工控机3控制相应上件升降龙门架执行相应上件操作，以将产品输送至对应储料货架1的相应存储导轨11内，并将上件操作完成后的产品存储信息(包括存放位置，存放时间、设备信息等参数)反馈至MES服务器7；另一方面设置为接收下件指令并将该下件指令下发至相应工控机3，从而使工控机3控制相应下件升降龙门架执行相应下件操作，以将对应储料货架1的相应存储导轨11内的产品输送到地面，并将下件操作完成后的产品存储信息反馈至MES服务器7。

此外，上位机6还可以用于将产品识别信息和产品存储信息保存至一数据库(经过测试，优选SQL SERVER 2008数据库)中，并通过对该数据库的操作，实现生产报表、故障日志查询等功能，同时还可采用图表和/或动画的方式将系统的状态显示出来，以方便使用或维修人员观察和了解设备状态。在本发明中，上位机6同时也是一台人机交互设备，可以和下位机(即工控机3)进行信息交互，以实现手动、半自动、全自动等多种工作方式。优选地，本发明的上位机6基于工业控制中比较常用的国产软件组态王系统实现，其作为组态软件，能够满足所有设计要求。

本发明的工控机3优选采用PLC实现，由于PLC的功能限制，无法实现以太网通讯，因而以现有的型号为CJ1M-CPU12的欧姆龙PLC为例，可选用以太网转串口的串口服务器4来实现联网功能，例如采用型号为P5150A的串口服务器4。在图2所示的实施例中，各串口服务器4分别通过一集线器5与上位机6连接，上位机6再通过以太网与MES服务器7连接。

图3示出了上件升降龙门架和下件升降龙门架的结构示意图，两者结构相同，分别包括：一升降框架21、一提升装置(未示出)以及一用于承载滑杆9并且与存储导轨11对接的承载装置22，其中，承载装置22在提升装置的作用下沿框架作升降运动。图4示出了承载装置22的立体图，由图可知，承载装置22包括一用于承载滑杆9的承载主体221、设置在承载主体221底面并用于与存储导轨11对接的导轨连接件222、以及用于产生翻动力以将承载产品的滑杆9传送至存储导轨11上的轴承连接件223，其中，承载主体221上还设有倾斜向下延伸的挡杆23。

为了使运载小车8上的滑杆9能够自动滑至承载主体221上，本发明对运载小车8的结构进行了改进，如图5和6所示，其包括：一车体框架81；一对沿前后方向平行设置在车体框架81上的车体滑轨82，其设置为供承载有产品的滑杆9滑动；一弯折成型的连接杆83，其具有平行于车体滑轨82的主杆831、以及连接在主杆831的前端并朝向车体框架81一侧的压杆832，其中，连接杆83位于滑杆9上方；至少一个(图中示出为两个)套设在主杆831上的复位弹簧机构84，其顶部与车体框架81连接；一连接在主杆831后端的第一阻挡舌片85，其设置为朝向车体框架81的一侧延伸；以及一连接在主杆831中间的第二阻挡舌片86，其设置为竖直向下延伸。如图6所示，当运载小车8到位后，上件升降龙门架在下降过程中利用伸出的挡杆13下压运载小车8的压杆832，使运载小车8上的连接杆83旋转90度，从而带动第一阻挡舌片85旋转90度，以阻挡后面的滑杆9，防止它们向前滑动，第二阻挡舌片86同时旋转90度，从而失去了对小车8上的前两个滑杆9的阻挡作用，使得它们可以在重力作用下滑动到上件升降龙门架的承载主体221上，当工控机3检测到产品到达承载主体221上后控制上件升降龙门架上升，然后连接杆83在复位弹簧机构84的作用下恢复原位，从而带动两个阻挡舌片85、86均反向旋转90°回到初始位置。此时，小车3上的剩余滑杆9在重量作用下继续向前移动到最前面位置，等待下次上件过程。

在一个优选的实施例中，储料货架1的各层存储导轨11的第一端和第二端分别设有与相应工控机3连接的第一光电传感器(未示出)和第二光电传感器(未示出)，工控机3中预设有分别对应于各存储导轨11的产品存储数量，当第一光电传感器得电时，相应产品存储数量减1，当第二光电传感器得电时，相应产品存储数量计数加1，从而实现自动计数功能，并将产品存储数量实时反馈回上位机6和MES服务器。

在另一个实施例中，各运载小车8分别具有相应的车号信息(如1号车、2号车等)；上件升降机上设有连接至相应工控机3的运载小车引导装置，相应工控机3设置为根据上件指令控制该运载小车引导装置将相应的所述车号信息显示出来，从而引导操作工将相应的运载小车8移动到相应上件升降龙门架前，以防止错位。本发明的运载小车8引导装置通过声光报警器实现，例如，当系统有7辆运载小车8时，可以设置3套声光报警器，通过二进制形式编码，即可对应于7辆运载小车8的车号，逻辑关系见下表1：

表1

	声光报警器1	声光报警器2	声光报警器3
				1号车	有信号	无信号	无信号
2号车	无信号	有信号	无信号
				3号车	有信号	有信号	无信号
4号车	有信号	无信号	无信号
				5号车	有信号	无信号	有信号
6号车	有信号	有信号	无信号
				7号车	有信号	有信号	有信号

本发明实现自动上件的流程如下：

首先，操作工使用红外扫描枪手动扫描装载在滑杆9上的待上件产品的条形码并将扫描信息输出至MES服务器7，以作为产品识别信息；然后，MES服务器7根据产品的类型、颜色等数据以及各储料货架1的当前产品存储信息生成上件指令并将该上件指令输出至相应上位机6，再由上位机6下发至相应工控机3，以通知工控机3将有什么车号的小车8过来，共几件产品，上件到第几层；当小车8就位后，小车8上前两根滑杆9将自动滑至上件升降龙门架上，再由工控机3控制相应上件升降龙门架执行相应上件操作，以将产品输送至对应储料货架1的相应层存储导轨11上并进行计数，同时将执行的结果反馈给上位机6，上位机6将每个产品的执行情况记录下来，并反馈给MES服务器7。任务完成后，发出任务完成标记。当然，如果小车8就位后，工控机3判断出其车号与需求不符，则发出错误报警信息以提醒操作工，同时将该报警信息反馈给上位机6，以便生成故障日志供后续查询。

本发明实现自动下件的流程如下：

MES服务器7根据客户发出的产品需求计划以及各储料货架1上的当前产品存储信息生成下件指令(包括需要下件的产品数量、组别、层数等)并将该下件指令输出至相应上位机6，再由该上位机6下发至相应工控机3，最后由工控机3控制相应下件升降龙门架执行相应下件操作，以将对应储料货架1的相应存储导轨11内的产品输送到地面并进行计数，同时将下件操作完成后的执行结果反馈给上位机6，上位机6将每个产品的执行情况记录下来，并反馈给MES服务器7。任务完成后，发出任务完成标记。

显然，鉴于上述教导，本发明可以有多种修改和变形。因此，应该理解，在所附权利要求的范围内，本发明还可以通过除具体描述的方式以外的其它方式实施。

Claims (8)

1.一种用于自动上下件的多层储料货架系统，其包括若干分别用于承载各产品的滑杆、若干分别具有多层存储导轨的储料货架、分别邻近各所述储料货架设置的上件升降龙门架和下件升降龙门架、以及分别与所述储料货架一一对应设置的工控机，且各工控机分别与对应所述储料货架相邻的所述上件升降龙门架和下件升降龙门架相连，其特征在于，所述系统还包括：

用于运载所述承载有产品的滑杆并将所述滑杆自动传送至所述上件升降龙门架上的运载小车；

MES服务器，其一方面根据外围输入的产品识别信息及反馈回的产品存储信息生成并输出上件指令；另一方面根据外围输入的产品需求指令及所述产品存储信息生成并输出下件指令；以及

连接在所述MES服务器与各所述工控机之间的上位机，其一方面接收所述上件指令并将该上件指令下发至相应所述工控机，从而使所述工控机根据所述上件指令控制与其相连的所述上件升降龙门架执行相应上件操作，以将产品输送至对应所述储料货架的相应所述存储导轨内，并将所述上件操作完成后的产品存储信息反馈至所述MES服务器；另一方面接收所述下件指令并将该下件指令下发至相应所述工控机，从而使所述工控机根据所述下件指令控制与其相连的所述下件升降龙门架执行相应下件操作，以将对应所述储料货架的相应所述存储导轨内的产品输送到地面，并将所述下件操作完成后的产品存储信息反馈至所述MES服务器；

其中，所述运载小车包括：

一车体框架；

一对沿前后方向延伸并相互平行地设置在所述车体框架上的车体滑轨，其设置为供承载有产品的所述滑杆滑动于其上；

一弯折成型的连接杆，其具有平行于所述车体滑轨的主杆、以及连接在所述主杆的前端并朝向所述车体框架一侧的压杆，其中，所述主杆位于所述滑杆上方；

至少一个套设在所述主杆上的复位弹簧机构，其顶部与所述车体框架固定连接；

一连接在所述主杆后端的第一阻挡舌片，其设置为朝向所述车体框架的所述一侧延伸；以及

一连接在所述主杆中间位置的第二阻挡舌片，其设置为竖直向下延伸；

其中，所述上件升降龙门架上设有挡杆，其设置为用于下压所述压杆，以使所述压杆向下转动90°。

2.根据权利要求1所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，所述上位机还设置为将所述产品识别信息和所述产品存储信息保存至一数据库中，并通过对所述数据库的操作生成相应的报表、日志、图表和/或动画，并将所述报表、日志、图表和/或动画显示出来。

3.根据权利要求1所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，每层所述存储导轨具有一第一端以及与该第一端相对的且高于该第一端的第二端，并且在所述第一端设有一用于防止所述承载有产品的滑杆滑出所述存储导轨的阻挡装置；所述上件升降龙门架和下件升降龙门架分别邻近所述第二端和所述第一端。

4.根据权利要求1所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，所述上件升降龙门架和下件升降龙门架分别包括一升降框架、一提升装置以及一用于承载所述滑杆并且与所述存储导轨对接的承载装置，其中，所述承载装置在所述提升装置的作用下沿所述框架作升降运动。

5.根据权利要求4所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，所述承载装置包括一用于承载所述滑杆的承载主体、设置在所述承载主体底面并用于与所述存储导轨对接的导轨连接件、以及用于产生翻动力以将所述滑杆传送至所述存储导轨上的轴承连接件。

6.根据权利要求3所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，每个所述储料货架的各层所述存储导轨的所述第一端和第二端分别设有与对应所述工控机连接的第一光电传感器和第二光电传感器；所述工控机中预设有分别对应于各层所述存储导轨的产品存储数量，并在所述第一光电传感器得电时使相应所述产品存储数量减1，在所述第二光电传感器得电时使相应所述产品存储数量计数加1。

7.根据权利要求1所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，各所述运载小车分别具有相应的车号信息；所述上件升降龙门架上设有连接至相应所述工控机的运载小车引导装置，所述工控机设置为根据所述上件指令控制所述运载小车引导装置将相应的所述车号信息显示出来。

8.根据权利要求1所述的用于自动上下件的多层储料货架系统，其特征在于，所述系统还包括一连接在所述上位机与各所述工控机之间的集线器，且各所述工控机分别通过串口服务器与所述集线器连接。